Лекция №6 Другое применение солнечной энергии

- для нагрева (подогрева) воздуха;

- для сушки материалов;

- для приготовления пищи (солнечные кухни);

- получение холода (холодильно-адсорбционная машина).

Механическое преобразование солнечной энергии (либо двигатель Стирлинга, либо традиционный – паро-поршневой двигатель, с помощью концентраторов солнечные лучи фокусируются на теплоприемной поверхности парогенератора, затем пар направляется в цилиндр двигателя).

Другие способы преобразования солнечной энергии в электрическую

1) Термоэлектронный генератор (за счет термоэлектронной эмиссии под действием фотонов падающего света);

2) Термоэлектрический (термопара) метод;

3) Магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор);

4) Орбитальная солнечная электростанция на фотоэлектрических преобразователях.

Преобразование солнечной энергии в химическую

(фотохимия)

1 . Получение Н₂: Н₂

а ) каталитическая конверсия СО₂

б) конверсия СН₄ + 2Н₂О → СО₂ + 4Н₂

в) электролиз воды Н₂О → Н₂ + 1/2О₂ – 242 кДж/моль

2. Биоконверсия 0,3В 2Н⁺ → Н₂

2

1

ТД

Q 4

450⁰С

3

N₂ + H₂ 5

N H₃

1 – концентратор солнечной энергии;

2 – реактор;

3 – камера синтеза;

4 – тепловой двигатель;

5 – сепаратор;

6 – направление аммиака к другим зеркалам.

Солнечная энергия

Электрическая энергия

Тепловая энергия

Механическая энергия

ФЭП

Т/эл генератор

Э

ТЭС

Солнечный пруд

Пассивные системы отопления

Лекция №7 Ветроэнергетика (вэу)

Причина возникновения ветра.

Перемещение потоков воздушных масс под воздействием разности температур и давлений (морской бриз в первой половине дня дует, суша остывает быстрее, чем вода и воздух устремляется к морю).

Ветры пригодные для энергетики – пассат, бриз.

Суммарная мощность развиваемая ветрами потоками на земле – 175…219 тыс. ГВт·ч в год.

Суммарная полезная мощность (20…25)∙10⁹ кВт, это в 2,7 раза больше, чем все что человечество получает на земле.

Экономически оправданное использование энергии ветра – это всего 5%.

Энергию можно получить к примеру при помощи ПАРУСА, МЕЛЬНИЦЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ.

На начало ХХ века в России насчитывалось 250000 ветровых мельниц, на которых перерабатывалось около половины всего урожая страны.

Средний диаметр ветрового колеса d_в/к = 8-12 м.

Первая ветровая электроустановка в СССР было установлена в 1930 году в Крыму по поручению Орджоникидзе.

Темпы прироста использования ВЭУ в мире – 20…25%.

ВВП в мире 1…2%.

	2000 г	2010 г
∑NФЭП	0,94 ГВт	9,2 ГВт
∑NВЭУ	18 ГВт	74 ГВт

Цена ветроэнергии ~ 4…5 цента за кВт·ч.

В Дании от общей энергетики страны, на долю энергии ветра приходится около 10%.

В России суммарная мощность ВЭУ ~ 5МВт.

Установленная мощность ВЭУ, подключенные к сетям, в МВт

Страны	1998	2001
Дания	130	2417
Германия	2875	8754
Италия	178	697
Испания	834	3337
США	1820	2525
Китая	214	328
Япония	40	142
РФ	4	7

Первые серийные установки были в развитых странах США, Дания и имели мощность 30 – 100 кВт·ч и стоимость достигала 30 центов за кВт·ч, в 80-е годы мощность одной установки была 500 – 750 кВт·ч и стоимость была 5 центов за кВт·ч.

В Германии фирмой Enercon построена ветровая электроустановка мощностью 1,5 МВт, диаметр лопастей ветроколеса 40 м, высота 44 м.

В настоящее время в Германии фирмой Enercon строится станция Е-112 мощностью 4,5 МВт, диаметр ротора 112,8 м (3-х лопастной).

Классификация ВЭУ по виду рабочего органа:

1. с горизонтальной осью;

2. с вертикальной осью;

3. в зависимости от количества лопастей.